自動上管的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自動上管機，特別涉及一種用于玻璃管制瓶機配套生產的自動上管機，包括基座箱、上料倉部、插管部，上料倉部設置在基座箱前部，插管部設置在基座箱后部，插管部包括升降回轉機構、抓取機構，升降回轉機構包括回轉組件及升降組件，升降組件設置在回轉組件上方，抓取機構包括機械手組件、前推組件，機械手組件通過前推組件連接升降組件。本實用新型實現上管供給及制瓶機插管的自動化，提高工作效率，降低工人勞動強度，安全性高。
【專利說明】自動上管機
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種自動上管機，特別涉及一種用于玻璃管制瓶機配套生產的自 動上管機。
【背景技術】
[0002] 目前，國內國產玻璃管制瓶機的插管大部分由人工來完成，這種方式勞動強度高， 工作效率低，并且具有一定的危險性。自動上管機是一種為玻璃管制瓶機配套的專用設備， 相比于人工的方式，工作效率大幅提高。現有自動上管機的插管部分存在取管、插管精確度 不商等問題。 實用新型內容
[0003] 根據以上現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種自動上 管機，實現上管供給及制瓶機插管的自動化，提高工作效率，降低工人勞動強度，安全性高。
[0004] 本實用新型所述的自動上管機，包括基座箱、上料倉部、插管部，上料倉部設置在 基座箱前部，插管部設置在基座箱后部，插管部包括升降回轉機構、抓取機構，升降回轉機 構包括回轉組件及升降組件，升降組件設置在回轉組件上方，抓取機構包括機械手組件、前 推組件，機械手組件通過前推組件連接升降組件。
[0005] 上料倉部自動上料，以供應插管部取管，通過前推組件使機械手組件前后移動，通 過機械手組件實現對玻璃管的抓取及插入動作，通過回轉組件及升降組件實現抓取機構的 轉動及升降，使機械手組件在取管及放管位置之間轉換，實現設備的自動取管、插管，提高 工作效率。
[0006] 所述的機械手組件包括依次連接的旋轉電機、旋轉減速機，旋轉減速機前端設有 旋轉板，旋轉板兩翼上分別裝有機械手及控制機械手動作的氣缸，旋轉電機通過前推組件 連接升降回轉機構，旋轉電機帶動旋轉板轉動，從而實現機械手的前后移動及旋轉，氣缸控 制機械手完成抓取及放開的動作，通過設置旋轉電機帶動旋轉板的旋轉角度，可以使機械 手完成在水平、傾斜及垂直等各種放料工況下對玻璃管的抓取，具有極高的動作靈活性。通 過前推組件可以完成更加精確的定位。
[0007] 所述的前推組件包括前推電機、前推絲杠、前推螺母，前推電機前端設置前推絲 杠，前推螺母與前推絲杠螺紋配合，前推螺母通過連接板與安裝旋轉電機的旋轉電機支座 固定連接，前推電機及前推絲杠通過固定板固定在升降底座一側，升降底座連接升降回轉 機構。前推電機驅動前推絲杠轉動，使前推螺母沿絲杠向前或向后移動，前推螺母通過連接 板帶動旋轉電機同時帶動機械手前后移動，升降底座帶動前推組件做升降運動。升降底座 上裝有前推直線導軌，前推直線導軌上設置與其配合的前推滑車，前推滑車與旋轉電機支 座固定連接，旋轉電機通過前推滑車在前推直線導軌上做定向移動。
[0008] 所述的固定板包括設置在前推絲杠兩端的支撐板，支撐板上裝有限位塊，支撐板 內設置軸承組件，通過限位塊限制前推螺母行程，避免運行過程中發生意外，提高安全系 數。
[0009] 所述的回轉組件與升降組件通過平衡支架連接，平衡支架為開口向上的U形支 架，U形支架上端連接升降組件，其下端連接回轉組件。
[0010]回轉組件包括回轉電機、回轉減速機、傳動軸，回轉電機安裝在基座箱內，傳動軸 設置在回轉減速機前端，傳動軸穿過基座箱與平衡支架連接，傳動軸裝在主軸套內，主軸套 下端固定在基座箱上。升降組件包括升降電機、升降絲杠、主板，升降絲杠設置在升降電機 前端，其上端部安裝在主板上，主板底部固定在平衡支架上，主板側面裝有升降直線導軌， 升降直線導軌上設有與其配合的升降滑車，升降滑車與升降底座端部固定連接，升降底座 上設有與升降絲杠螺紋配合的螺帽。傳動軸轉動時，將帶動平衡支架及其上的升降組件、抓 取組件做回轉動作，實現機械手在料倉與制瓶機之間的轉移。升降電機驅動升降絲杠轉動， 升降底座在螺帽及升降滑車的作用下帶動抓取組件做升降運動，完成插入玻璃管等動作。 [0011] U形支架底部設有連接孔與傳動軸連接，其頂部與主板底部固定連接。平衡支架還 可以為方形的框架式、中空的圓柱形等，采用U形結構最為簡潔。由于在運輸玻璃管的過程 中，空載、負載及其他動作情況下重心將會發生偏轉，通過安裝U形支架強制動作過程中旋 轉中心的一致性，使定位精確，提高動作精度。
[0012] 主板包括上軸承支板、下軸承支板、底板及堅板，堅板連接上軸承支板、下軸承支 板和底板，并位于上下軸承支板、底板的一側，上下軸承支板上固定升降限位塊，升降限位 塊包括上限位塊與下限位塊。通過升降限位塊，限制升降的最高和最低位置，提高安全系 數。
[0013] 所述的上料倉部包括料倉座及設置在料倉座上的料倉組件、上料組件，上料組件 末端設置托管組件，托管組件包括分別設置在上料組件兩側的固定托管架、移動托管架，移 動托管架連接托管氣缸，托管架位置與機械手抓取中心位置對應，移動氣缸控制移動托管 架伸出及縮回。
[0014] 所述的上料組件包括側支板及上料槽，側支板由固定在料倉座上的左側支板及右 側支板組成，上料槽設置在左側支板、右側支板之間，上料槽兩側通過鏈條連接上料電機， 其上部越過其最高點設置托管組件。上料電機通過鏈條帶動上料槽運轉，上料槽將料倉組 件內的玻璃管帶出并上行，最終玻璃管越過上料槽高點落在托管架上，并由插管部的機械 手取出進入下一工序。
[0015] 所述的上料槽由間隔分布的料槽板組成，上料槽槽寬與單根玻璃管相適應，使一 個上料槽只能輸送一根玻璃管，避免堆積。
[0016] 所述的料倉組件包括儲料架，儲料架由前端向上折彎的兩側臂及連接兩側臂的橫 臂組成，儲料架整體向上料槽方向傾斜，兩側臂通過銷軸分別與左側支板、右側支板連接， 兩側臂后端裝有拉力調節器。儲料架平面與水平面有一定傾角，使儲料架中的玻璃管自動 向上料槽方向移動。拉力調節器可以根據儲料架中的玻璃管重量調節傾斜角度，當玻璃管 較多時，傾斜角度減小，避免較多的玻璃管積壓在上料槽表面，使上料平穩。
[0017] 所述的左側支板、右側支板上端各裝有一弧形的卸管導板，卸管導板下端對應托 管架，與卸料導板相應的側支板上安裝光電傳感器，設置卸管導板使玻璃管下落時有一定 緩沖作用，避免下落坡度過大造成玻璃管損壞或定位不準。
[0018] 所述的料倉座一端固定定位擋板，定位擋板外側安裝控制面板，控制面板為觸摸 屏控制面板，定位擋板對儲料架內的玻璃管進行限位，使其與上料槽對應。
[0019] 基座箱內安裝有伺服驅動器、PLC可編程控制器、變頻器、氣閥、電氣面板等電氣元 件，將電氣元件集中于基座箱內，便于安裝及控制。
[0020] 工作過程：
[0021] 把玻璃管放在儲料架上，在控制面板的觸摸屏上按啟動按鈕，移動托管架在移動 氣缸作用下伸出，上料電機帶動上料槽轉動，每個上料槽帶動一根玻璃管上行。當玻璃管隨 上料槽轉過最高點后，玻璃管向下運動經卸料導板滾落到固定托管架和移動托管架上，此 時玻璃管位于兩只張開的機械手爪部初始位置的中心。此時，光電傳感器檢測到此管，并發 出信號給PLC系統，PLC系統依次控制停止上料槽轉動、機械手夾緊，移動托管架回位以讓 出旋轉空間。此時，旋轉電機動作，玻璃管向移動托管架側轉動90°，處于堅直位置，升降電 機啟動，將玻璃管提升到設定高度，回轉電機動作，回轉機構轉動180°，玻璃管轉移到制瓶 機上方，機械手夾持著待插玻璃管處在制瓶機上方的待插位置，前推電機動作，使玻璃管到 達制瓶機指定插管工位的正上方，升降電機動作，將玻璃管插入指定工位。最后機械手、升 降電機、前推電機、旋轉電機、回轉電機相繼復位，進入下一工作周期。
[0022] 與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果是：
[0023] 本自動上管機實現上管供給及制瓶機插管的自動化，提高工作效率，降低工人勞 動強度，安全性高；通過機械手組件可以使機械手完成在水平放料工況下對玻璃管的抓取， 動作靈活性強；通過設置升降限位塊及安裝在支撐板上的限位塊，提高安全系數；通過安 裝U形支架使升降、旋轉、前推機構的重心與其回轉中心的偏移縮至最小，整個機構運轉更 加平穩，保證了動作精度；上料槽及上料電機實現玻璃管的自動上料，結構合理；通過拉力 調節器自動調節儲料架傾斜角度，避免玻璃管堆積，使上料平穩；通過卸料導板使玻璃管 下落時有一定緩沖作用，避免下落坡度過大造成玻璃管損壞或定位不準。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024] 圖1是本實用新型結構示意圖；
[0025] 圖2是旋轉電機及升降底座裝配示意圖；
[0026] 圖3是抓取機構局部剖視示意圖；
[0027] 圖4是本實用新型工作狀態圖。
[0028] 圖中：1、基座箱；2、上料電機；3、料倉座；4、定位擋板；5、控制面板；6、儲料架；7、 側支板；8、對齊氣缸；9、移動托管架；10、光電傳感器；11、上料槽；12、機械手；13、卸管導 板；14、固定托管架；15、升降絲杠；16、主板；17、旋轉電機；18、前推電機；19、升降限位塊； 20、升降電機；21、平衡支架；22、傳動軸；23、主軸套；24、回轉電機；25、拉力調節器；26、升 降直線導軌；27、升降滑車；28、旋轉減速機；29、升降底座；30、前推直線導軌；31、前推滑 車；32、旋轉電機支座；33、氣缸；34、旋轉板；35、前推絲杠；36、前推螺母；37、連接板；38、 支撐板；39、玻璃管；40、上光電傳感器；41、下光電傳感器；42、制瓶機。
【具體實施方式】
[0029] 下面結合附圖對本實用新型的實施例做進一步說明。
[0030] 如圖1所示，本自動上管機，包括基座箱1、上料倉部、插管部，上料倉部設置在基 座箱1前部，插管部設置在基座箱1后部。上料倉部包括料倉座3及設置在料倉座3上的 料倉組件、上料組件，上料組件末端設置托管組件，托管組件包括分別設置在上料組件兩側 的固定托管架14、移動托管架9,移動托管架9連接托管氣缸。上料組件包括側支板7及上 料槽（11)，側支板由固定在料倉座3上的左側支板及右側支板組成，上料槽11設置在左側 支板、右側支板之間，上料槽11兩側通過鏈條連接上料電機2,其上部越過其最高點設置托 管組件，上料槽11由間隔分布的料槽板組成，上料槽槽寬與單根玻璃管39相適應，以使每 個上料槽11只能輸送一根玻璃管39。料倉組件包括儲料架6,儲料架6由前端向上折彎的 兩側臂及連接兩側臂的橫臂組成，儲料架6整體向上料槽11方向傾斜，使玻璃管39自動向 上料槽11方向移動，兩側臂通過銷軸分別與左側支板、右側支板連接，兩側臂后端裝有拉 力調節器25,拉力調節器25可根據儲料架6內的玻璃管39重量調節儲料架6的傾斜角度， 以提高輸送效率及避免過多時堆積，使玻璃管39輸送平穩。托管架包括與左側支板連接的 固定托管架14、與右側支板連接的移動托管架9,移動托管架9連接移動氣缸，托管架位置 與機械手抓取中心位置對應。左側支板、右側支板上端各裝有一弧形的卸管導板13,卸管 導板13下端對應托管架，與卸料導板相應的側支板7上安裝光電傳感器10,以感應玻璃 管39。右側支板上部還安裝有對齊氣缸8,以使落入托管架的玻璃管39向指定位置對齊， 方便進入下一工序。料倉座3 -端固定定位擋板4,定位擋板4外側安裝控制面板5,控制 面板5為觸摸屏控制面板。
[0031] 插管部包括升降回轉機構、抓取機構，升降回轉機構包括回轉組件及升降組件，升 降組件設置在回轉組件上方，抓取機構包括機械手組件、前推組件，機械手組件通過前推組 件連接升降組件。回轉組件與升降組件通過平衡支架21連接，平衡支架21可以為方形框 架或中空的圓柱形等，優選U形支架。U形支架上端開口端連接升降組件，其下端連接回轉 組件，回轉組件包括回轉電機24、傳動軸22,回轉電機24安裝在基座箱1內，傳動軸22設 置在回轉電機24前端，回轉電機24通過回轉減速機及膜片聯軸器與傳動軸22連接，傳動 軸22穿過基座箱1與U形支架21固定連接，U形支架21底部設有連接孔，傳動軸22安裝 在主軸套23內，主軸套23下端通過法蘭固定在基座箱1上，傳動軸22及U形支架21形成 回轉機構。升降組件包括升降電機20、升降絲杠15、主板16,升降絲杠15設置在升降電機 20前端，升降電機20通過減速機及聯軸器與升降絲杠15連接，升降絲杠15上端部安裝在 主板16上，升降電機20安裝在U形支架21內，
[0032] 主板16包括上軸承支板、下軸承支板、底板及堅板，堅板連接上軸承支板、下軸承 支板和底板，并位于上下軸承支板、底板的一側，上下軸承支板上固定升降限位塊19,升降 限位塊19包括上限位塊與下限位塊，限制升降行程，提高安全系數。主板16的底板固定在 U形支架21頂部，主板16側面裝有升降直線導軌26,升降直線導軌26上設有與其配合的 升降滑車27,升降滑車27與升降底座29端部固定連接，升降底座29上設有與升降絲杠15 螺紋配合的螺帽。
[0033] 如圖2?3所示，抓取機構包括機械手組件、前推組件，機械手組件包括旋轉電機 17、旋轉板34、機械手12,旋轉電機17通過旋轉減速機28連接旋轉板34,旋轉板34兩翼上 對稱裝有機械手12及控制機械手12動作的氣缸33,機械手12由兩相互扣合的弧形爪組 成。旋轉電機17連接前推組件，前推組件包括前推電機18、前推絲杠35、前推螺母36,前推 電機18前端設置前推絲杠35,前推電機18通過減速機及聯軸器與前推絲杠35連接，前推 螺母36與前推絲杠35螺紋配合，前推螺母36通過連接板37與安裝旋轉電機17的旋轉電 機支座32固定連接，前推電機18及前推絲杠35通過固定板固定在升降底座29 -側，固定 板包括設置在前推絲杠35兩端的支撐板38,支撐板38上裝有限位塊，支撐板38限制機械 手12的推進行程，其內設置軸承組件，升降底座29上裝有前推直線導軌30,前推直線導軌 30上設置與其配合的前推滑車31，前推滑車31與旋轉電機支座32固定連接。
[0034] 基座箱1內安裝有伺服驅動器、PLC可編程控制器、變頻器、氣閥、電氣面板等電氣 元件，將電氣元件集中于基座箱1內，便于安裝及控制。在上料倉部、旋轉電機17、升降電 機20、回轉電機24的相應位置上分別安裝有原位零位接近開關及限位接近開關，并裝有硬 性限位塊，以確保設備的運行安全性。
[0035] 工作過程：
[0036] 如圖4所不，制瓶機42上設置有上光電傳感器40、下光電傳感器41。把玻璃管39 放在儲料架6上，在控制面板5的觸摸屏上按啟動按鈕，移動托管架9在移動氣缸作用下伸 出，上料電機2帶動上料槽11轉動，每個上料槽11帶動一根玻璃管39上行。當玻璃管39 隨上料槽11轉過最高點后，玻璃管39向下運動經卸料導板13滾落到固定托管架14和移 動托管架9上，此時玻璃管39位于兩只張開的機械手12爪部初始位置的中心。此時，光電 傳感器10檢測到此管，并發出信號給PLC系統，PLC系統依次控制停止上料槽11轉動、機 械手12夾緊，移動托管架9回位以讓出旋轉空間。此時，旋轉電機17動作，玻璃管39向移 動托管架9側轉動90°，處于堅直位置，升降電機20啟動，將玻璃管39提升到設定高度，回 轉電機24動作，回轉機構轉動180°，玻璃管39轉移到制瓶機42上方，通過上光電傳感器 40和下光電傳感器41檢測對應工位是否有玻璃管39,當該工位檢測到玻璃管39時，通過 制瓶機輸出軸上的接近開關發信號給PLC系統，再由PLC系統發指令，當制瓶機42由該工 位轉到下一工位即插管工位后，前推電機18動作，將機械手12向前推出到設定位置，升降 電機20立即啟動，機械手12向下移動到設定位置即插管完成，到位后，PLC系統立即指令 氣缸33動作，機械手12張開，前推電機18動作立即回原位，回轉電機24動作，轉回原位。 回轉動作過程中，升降電機20和旋轉電機17也同時動作，機械手12復位，進入下一周期工 作過程。
【權利要求】
1. 一種自動上管機，包括基座箱（1)、上料倉部、插管部，上料倉部設置在基座箱（1)前 部，插管部設置在基座箱（1)后部，其特征在于：插管部包括升降回轉機構、抓取機構，升降 回轉機構包括回轉組件及升降組件，升降組件設置在回轉組件上方，抓取機構包括機械手 組件、前推組件，機械手組件通過前推組件連接升降組件。
2. 根據權利要求1所述的自動上管機，其特征在于：所述的機械手組件包括依次連接 的旋轉電機（17)、旋轉減速機（28)，旋轉減速機（28)前端設有旋轉板（34)，旋轉板（34)兩 翼上分別裝有機械手（12)及控制機械手（12)動作的氣缸（33)。
3. 根據權利要求2所述的自動上管機，其特征在于：前推組件包括前推電機（18)、前推 絲杠（35)、前推螺母（36)，前推電機（18)前端設置前推絲杠（35)，前推螺母（36)與前推絲 杠（35)螺紋配合，前推螺母（36)通過連接板（37)與安裝旋轉電機（17)的旋轉電機支座 (32)固定連接，前推電機（18)及前推絲杠（35)通過固定板固定在升降底座（29) -側，升 降底座（29)與旋轉電機支座（32)滑動連接，升降底座（29)連接升降組件。
4. 根據權利要求1所述的自動上管機，其特征在于：所述的回轉組件與升降組件通過 平衡支架（21)連接，平衡支架（21)為開口向上的U形支架，U形支架上端連接升降組件， 其下端連接回轉組件。
5. 根據權利要求1、2、3或4所述的自動上管機，其特征在于：所述的上料倉部包括料 倉座（3)及設置在料倉座（3)上的料倉組件、上料組件，上料組件末端設置托管組件，托管 組件包括分別設置在上料組件兩側的固定托管架（14)、移動托管架（9)，移動托管架（9)連 接托管氣缸。
6. 根據權利要求5所述的自動上管機，其特征在于：所述的上料組件包括側支板（7) 及上料槽（11)，側支板（7)由固定在料倉座（3)上的左側支板及右側支板組成，上料槽 (11)設置在左偵忮板、右側支板之間，上料槽（11)兩側通過鏈條連接上料電機⑵，其上部 越過其最高點設置托管組件。
7. 根據權利要求6所述的自動上管機，其特征在于：所述的上料槽（11)由間隔分布的 料槽板組成，上料槽槽寬與單根玻璃管（39)相適應。
8. 根據權利要求6所述的自動上管機，其特征在于：所述的料倉組件包括儲料架（6)， 儲料架￠)由前端向上折彎的兩側臂及連接兩側臂的橫臂組成，儲料架（6)整體向上料槽 (11)方向傾斜，兩側臂通過銷軸分別與左側支板、右側支板連接，兩側臂后端裝有拉力調節 器（25)。
9. 根據權利要求6所述的自動上管機，其特征在于：所述的左側支板、右側支板上端 各裝有一弧形的卸管導板（13)，卸管導板（13)下端對應托管架，與卸料導板相應的側支板 (7)上安裝光電傳感器（10)。
10. 根據權利要求5所述的自動上管機，其特征在于：所述的料倉座（3) -端固定定位 擋板（4)，定位擋板（4)外側安裝控制面板（5)，控制面板（5)為觸摸屏控制面板。
【文檔編號】C03B23/045GK203999338SQ201420452987
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月12日 優先權日:2014年8月12日
【發明者】襲建倫, 曹炳才, 張正祝 申請人:博山真空設備實業公司